JP2004291690A

JP2004291690A - Electric power steering device

Info

Publication number: JP2004291690A
Application number: JP2003083611A
Authority: JP
Inventors: Masato Mizuhara; 正人水原; Satoshi Hatakeyama; 敏畠山; Tetsuya Murakami; 哲也村上; Yasuhiro Nakamura; 泰啓中村
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP4135540B2; FR2853034B1; DE102004014829A1; FR2853034A1; US7322256B2; US20040188171A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent outflow of a ball to the track outside of a ball screw track in a ball screw mechanism. <P>SOLUTION: First hole 13a and second hole 13b for inserting a circulator are punched in mid-way of a spiral groove 12 formed on an inner periphery 7b of a ball nut 7. An intermediate groove passage 12a between the first hole 13a and the second hole 13b becomes a range of the ball screw track L1 for circulating the ball. Other ranges become first track outside L2 and second track outside L3. By making a groove depth of the intermediate groove passage 12a deeper than those of a first groove passage 12b of the first track outside L2 and a second groove passage 12c of the second track outside L3, the outflow of the ball to the groove passages 12b and 12c of each of the track outsides L2 and L3 from the intermediate groove passage 12a is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラック軸をアシストするタイプの電動パワーステアリング装置に関し、電動モータの駆動をラック軸に伝達するためにボールねじ機構を用いたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ラックアシストタイプと称される電動パワーステアリング装置では、ラック軸の軸長方向の移動を電動モータの駆動で補助している。この種の電動パワーステアリング装置では、ラック軸にボールねじ部を形成すると共に、このボールねじ部にボールナットを外嵌してボールねじ機構を構成し、電動モータの発生トルクをラック軸に伝達することがある。
【０００３】
ボールナットは内周に螺旋溝を形成しており、この螺旋溝及びラック軸のボールねじ部の組み合わせで形成される軌道に複数のボールを充填することで、ボールナットのスムーズな回転を確保し、ボールナットの回転により軌道内をボールが移動してラック軸を軸長方向に移動させる。よって、ボールナットの外周にベベルギヤのような大歯車を取り付けると共に、この大歯車に電動モータのモータ軸に取り付けた小歯車を噛合させることで、電動モータでボールナットを回転させることができ、ボールナットの回転によりラック軸を軸長方向に移動させて操舵補助を行う。
【０００４】
また、充填されたボールをボールねじ軌道と称される軌道範囲で循環させるために、ボールナットは外周にサーキュレータを取り付けると共に、サーキュレータの両端を螺旋溝の溝路途中に形成した第１穴及び第２穴に挿入している。
なお、上記ラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置と相異するタイプの舵取装置で、ステアリングホイールを取り付ける操舵軸及び舵取機構に連なるクロスシャフト間の駆動伝達にボールねじ機構を用いたものも存在する（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８７２８８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ボールねじ機構は、上述したようにボールをボールねじ軌道の範囲内でサーキュレータにより循環させる必要があるが、ボールねじ機構の組立の際、ボールねじ軌道の範囲より外れた軌道外の溝路へボールが流出すると云う問題があった。軌道外の溝路に流出したボールはボールナットの回転を妨げることがあるので、流出したボールをボールナットより排出する必要がある。
【０００７】
軌道外の溝路のボールを排出するためには、ボールナットの端部を所謂オープン構造で形成することが一般的であるが、オープン構造を適用すると剛性確保のためボールナットの外径を大きくしなければならず、ボールねじ機構全体が大型化し、装置の小型化が要求される現状に逆行すると云う問題がある。また、ボールナットは電動モータの駆動により高速回転するため、外径を大きくすると慣性モーメントが著しく増大し、操舵フィーリングを悪化させると云う問題がある。
【０００８】
さらに、ボールナットにオープン構造を適用しなかった場合、軌道外に流出したボールは軌道外の溝路に留まることになり、ボールナットの回転具合によっては軌道外のボールがサーキュレータの端部を押圧し、ボールのスムーズな循環を妨げるおそれも生じる。
【０００９】
本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたものであり、ボールナットのボールねじ軌道に該当する螺旋溝の溝路の深さを他の溝箇所より深くすることで、軌道外にボールが流出することを防止した電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、軌道外に該当する溝路に貫通孔を形成することで、軌道外の溝路に流出したボールを前記貫通孔を通過させて排出可能とした電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵軸と連動するラック軸に形成してあるボールねじ部に外嵌してあるボールナットの内周に形成してある螺旋溝の途中にボール循環管の挿通用の第１穴及び第２穴が形成してあり、前記ボールナットを電動モータの駆動により回転させる電動パワーステアリング装置において、前記第１穴及び第２穴間の溝路は、該溝路と前記第１穴で隔てた第１溝路及び／又は前記溝路と前記第２穴で隔てた第２溝路に比べて溝深さが深いことを特徴とする。
【００１１】
第１発明にあっては、ボールねじ軌道に該当するボールナットの第１穴及び第２穴間の溝路を、他の箇所より溝深さを深くすることで、ボールねじ軌道から軌道外となる境界部分に溝底が高くなる段差的な部分が形成されることになり、この段差的な部分によりボールをくい止めて軌道外へのボール流出を防止できる。なお、ボールナットの螺旋溝に対し、ボールねじ軌道に該当する溝路と他の箇所で溝深さに差を設けるには研磨加工の適用が好適である。
【００１２】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵軸と連動するラック軸に形成してあるボールねじ部に外嵌してあるボールナットの内周に形成してある螺旋溝の途中にボール循環管の挿通用の第１穴及び第２穴が形成してあり、前記ボールナットを電動モータの駆動により回転させる電動パワーステアリング装置において、前記第１穴より第２穴側と反対側になる溝路及び／又は前記第２穴より第１穴側と反対側になる溝路にボールナットの外周へ通じる貫通孔がボール径より大きい孔径で形成してあることを特徴とする。
【００１３】
第２発明にあっては、ボールねじ軌道の軌道外に貫通孔を形成することで、軌道外に流出したボールを貫通孔を通じてボールナットの外方に排出できる。また、ボールナットには貫通孔を形成するだけなので、従来のようにボールナットに形成したオープン構造に伴いボールナットの慣性モーメントが増大することもなく、良好な操舵フィーリングを維持できる。なお、貫通孔は軌道外の溝路に適宜間隔を隔てて複数形成することも可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置１の全体的な構成を示す概略図である。本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、長筒状のハウジング５の内部に図中の左右方向へ移動可能にラック軸３が支持されている。ラック軸３は図中の右方となる側にラック部３ａを形成しており、このラック部３ａをステアリングホイール２を取り付けた操舵軸６の端部に設けたピニオン（図示せず）に噛合させて、操舵軸６の回転に連動させてラック軸３を図中の左右方向に移動させる。なお、ラック軸３の左右方向の移動によりラック軸３の両端に設けられた車輪（図示せず）が操舵される。
【００１５】
また、ラック軸３は図中の左方となる側にボールねじ部３ｂを形成しており、このボールねじ部３ｂにボールナット７を外嵌してボールねじ機構を形成している。ボールナット７は外周７ａに大ベベルギヤ８を取り付けており、この大ベベルギヤ８に電動モータ４のモータ軸４ａに取り付けた小ベベルギヤ９を噛合させている。なお、電動モータ４は、ハウジング５より突出するモータマウント部５ａに取り付けられている。
【００１６】
電動モータ４は、図示しない制御部により操舵軸６の回転に応じて駆動が制御されており、モータ軸４の回転が大ベベルギヤ８に伝達されてボールナット７を回転させることにより、ラック軸３の移動を補助している。
【００１７】
図２（ａ）は、ボールナット７の要部断面図である。ボールナット７は内周７ｂの小径範囲となる螺合部７ｄに螺旋溝１２を形成している。この螺旋溝１２の所要間隔を隔てた溝途中に外周７ａ側へ貫通する第１穴１３ａ及び第２穴１３ｂを穿設している。第１穴１３ａ及び第２穴１３ｂには、図１に示すボールナット７の外周７ａに取り付けられるボール循環管のサーキュレータ１１の両端が夫々挿通されている。
【００１８】
このようにサーキュレータ１１が取り付けられることで、螺旋溝１２の第１穴１３ａ及び第２穴１３ｂ間の中間溝路１２ａ（図２（ａ）中、クロスハッチングで示す）が、図２（ｂ）に示すボール２０がサーキュレータ１１を通じて循環するボールねじ軌道Ｌ１の範囲に該当する。また、螺旋溝１２における中間溝路１２ａに対して第１穴１３ａを隔てた側の第１溝路１２ｂ、及び、中間溝路１２ａに対して第２穴１３ａを隔てた側の第２溝路１２ｃは、ボール２０が循環できない第１軌道外Ｌ２及び第２軌道外Ｌ３の範囲に相当する。
【００１９】
螺旋溝１２は全体が切削加工で同等に形成された上、さらに中間溝路１２ａの溝内に対して研磨加工を行い、中間溝路１２ａの溝内周面の面粗度を第１溝路１２ｂ及び第２溝路１２ｃに比べて向上させ、ボールねじ軌道Ｌ１でボール２０がスムーズに循環するようにしている。
【００２０】
このように研磨加工を行うことで、図２（ｂ）に示すように中間溝路１２ａの溝深さＤ１は、第２軌道外Ｌ３の第２溝路１２ｃの溝深さＤ２に比べて研磨加工の分だけ深くなっている。即ち、第２溝路１２ｃは研磨加工を行っていないので、中間溝路１２ａでは除去した研磨代７ｃ（図２（ｂ）中、クロスハッチングで示す）が残存し、研磨代７ｃの厚み分だけ中間溝路１２ａ及び第２溝路１２ｃの溝深さは相異する。
【００２１】
よって、第２穴１３ｂの第２溝路１２ｃ側の穴周縁に該当する溝路端１２ｄは、中間溝路１２ａから見ると溝底が高く上げられた状態になっており、このように溝底が高くなることで中間溝路１２ａに位置するボール２０が第２溝路１２ｃへ流出することを防止している。また、上記説明は、図２（ｂ）の第２穴１３ｂ周辺の溝形状に基づくものであるが、第１穴１３ｂ周辺の溝形状も同様の構成にすることで、中間溝路１２ａのボール２０が第１溝路１２ｂへ流出しないようにしている。
【００２２】
上述したように溝深さを相異することで、ボールねじ機構の組立の際、螺旋溝１２へ充填されたボール２０が軌道外となる第１溝路１２ｂ及び第２溝路１２ｃへ流出することが防止され、また、組み立てられたボールねじ機構は、ボール２０が中間溝路１２ａ及びサーキュレータ１１内をスムーズに循環する。
【００２３】
なお、本実施形態では、研磨加工により中間溝路１２ａの溝深さを他の部分と相異させているが、研磨加工以外にも精密切削及び転造等の加工方法を適用することも可能である。また、軌道外となる第１溝路１２ｂ及び第２溝路１２ｃは全範囲を中間溝路１２ａの溝深さに比べて浅くしなくてもよく、軌道外へのボール流出防止の観点より、少なくとも中間溝路１２ａと第１穴１３ａで隔てた第１溝路１２ｂの穴周縁となる溝路端及び第２穴１３ｂで隔てた第２溝路１２ｃの穴周縁となる溝路端１２ｄを、中間溝路１２ａに比べて溝深さが浅くなるようにすることが重要になる。
【００２４】
さらに、ボールナット７の構造によっては、軌道外へ流出したボールをナット端部より排出できる場合、ボールを排出できる側となる軌道外の第１溝路１２ｂ又は第２溝路１２ｃは中間溝路１２ａと同等の加工を行うことで、溝深さに差を設けないようにすることも可能である。このようにすることで螺旋溝１２に対する仕上げ加工に対する負担を軽減できる。
【００２５】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置におけるボールねじ機構を構成するラック軸５３に形成したボールねじ部５３ｂ及びボールナット５７を示している。第２実施形態の電動パワーステアリング装置は基本的な構成を、図１に示す第１の実施形態の電動パワーステアリング装置１と同様にしている。第１の実施形態と相異する点としては、ボールナット５７の内周に形成した螺旋溝６２を全範囲に亘り同様に研磨加工していること、及び、軌道外の範囲となる第１軌道外Ｌ１２の溝路及び第２軌道外Ｌ１３の溝路に貫通孔６４ａ、６４ｂを夫々形成していることが挙げられる。
【００２６】
螺旋溝１２は範囲を区切ることなく研磨加工されることで、研磨範囲の指定に係る制御を容易にしている。なお、このように研磨加工することで溝深さは均等になり、第１穴６３ａ及び第２穴６３ｂ間のボールねじ軌道Ｌ１１に相当する溝路から、第１軌道外Ｌ１２及び第２軌道外Ｌ１３へボール７０が流出しやすくなるが、流出したボール７０は貫通孔６４ａ、６４ｂより容易に排出できるようにしている。
【００２７】
即ち、第１穴６３ａより第２穴６３ｂ側と反対側になる第１軌道外Ｌ１２に相当する溝路には、ボール７０の径より大きい孔径の貫通孔６４ａをボールナット５７の外周５７ａへ通じるように形成している。同様に、第２穴６３ｂより第１穴６３ａ側と反対側になる第２軌道外Ｌ１３に相当する溝路には、ボール７０の径より大きい孔径の貫通孔６４ｂをボールナット５７の外周５７ａへ通じるように形成している。
【００２８】
よって、ボールねじ機構の組立中などに、第１軌道外Ｌ１２へ流出したボール７０は貫通孔６４ａより外部へ排出され、第２軌道外Ｌ１３へ流出したボール７０は貫通孔６４ｂより外部へ排出されることになる。特に、ボールナット５７が回転している時は、ボール７０に遠心力が作用するため自然と貫通孔６４ａ、６４ｂからボール７０が排出されることになる。
【００２９】
なお、貫通孔６４ａ、６４ｂは、ボールねじ軌道Ｌ１１と近い箇所に形成することで、各軌道外Ｌ１２、Ｌ１３へ流出したボール７０を早期に排出できる。
また、ボールナット５７の構造によっては、ナット端部から軌道外へ流出したボールを排出できる場合は、ボールを排出できない側となる第１軌道外Ｌ１２又は第２軌道外Ｌ１３の溝路にのみ、貫通孔６４ａ又は６４ｂを形成してもよい。
【００３０】
さらに、貫通孔６４ａ、６４ｂは、各軌道外Ｌ１２、Ｌ１３に複数形成することも可能であり、この場合は図４に示す変形例のボールナット１００のように外周１００ａ及び螺旋溝１１２が形成された内周１００ｂを貫通する第１貫通孔１０１、第２貫通孔１０２及び第３貫通孔１０３を周方向に間隔を隔てて形成することがボールを効率良く排出する観点より好ましい。
【００３１】
さらに、また、第１軌道外Ｌ１２の溝路には貫通孔６４ａを形成する一方、第２軌道外Ｌ１３側の溝路は第１実施形態と同様に、ボールねじ軌道Ｌ１１に相当する中間溝路の溝深さに比べて浅くするようにしてもよい。このような構成にすることで、第１軌道外Ｌ１２側は、流出したボール７０を貫通孔６４ａより排出できると共に、第２軌道外Ｌ１３側へボール７０が流出するのを防止でき、ボールナット５７のスムーズな循環を確保できる。なお、第１軌道外Ｌ１２に貫通孔６４ａを設けると共に第２軌道外Ｌ１３の溝路の溝深さを浅くする構成は、逆にすることも勿論可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上に詳述した如く、第１発明にあっては、ボールが軌道外へ流出するのを防止できスムーズなボールナットの回転を確保できる。
第２発明にあっては、軌道外へ流出したボールを貫通孔を通じてボールナットの外方に排出でき、サーキュレータの端部が押圧される事態も生じなくなると共に、ボールナットの寸法を維持して良好な操舵フィーリングを確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の全体概略図である。
【図２】（ａ）はボールナットの要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面の一部を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るボールねじ機構の要部断面図である。
【図４】第２の実施形態の変形例に係るボールナットの側面図である。
【符号の説明】
１電動パワーステアリング装置
３、５３ラック軸
３ｂ、５３ｂボールねじ部
４電動モータ
７、５７ボールナット
７ａ、５７ａ外周
７ｂ、５７ｂ内周
１１サーキュレータ（ボール循環管）
１２、６２螺旋溝
１２ａ中間溝路
１２ｂ第１溝路
１２ｃ第２溝路
１２ｄ溝路端
１３ａ、６３ａ第１穴
１３ｂ、６３ｂ第２穴
２０、７０ボール
６４ａ、６４ｂ貫通孔
Ｄ１溝深さ（中間溝路）
Ｄ２溝深さ（第２溝路）
Ｌ１、Ｌ１１ボールねじ軌道
Ｌ２、Ｌ１２第１軌道外
Ｌ３、Ｌ１３第２軌道外[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device of a type that assists a rack shaft, and relates to a device that uses a ball screw mechanism to transmit driving of an electric motor to a rack shaft.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electric power steering apparatus called a rack assist type, movement of a rack shaft in the axial direction is assisted by driving an electric motor. In this type of electric power steering apparatus, a ball screw portion is formed on a rack shaft, and a ball nut is externally fitted to the ball screw portion to form a ball screw mechanism, and the generated torque of the electric motor is transmitted to the rack shaft. Sometimes.
[0003]
The ball nut has a spiral groove on the inner circumference, and by filling a plurality of balls into a track formed by a combination of the spiral groove and the ball screw portion of the rack shaft, a smooth rotation of the ball nut is ensured. The rotation of the ball nut moves the ball in the track to move the rack shaft in the axial direction. Therefore, by attaching a large gear such as a bevel gear to the outer periphery of the ball nut and engaging a small gear attached to the motor shaft of the electric motor with the large gear, the ball nut can be rotated by the electric motor, and the ball can be rotated. The rotation of the nut moves the rack shaft in the axial direction to assist steering.
[0004]
Further, in order to circulate the filled ball in a track range called a ball screw track, a circulator is attached to the outer periphery of the ball nut, and both ends of the circulator are formed in the first hole and the second hole formed in the middle of the spiral groove. Inserted into two holes.
In addition, there is a steering device of a type different from the rack assist type electric power steering device, which uses a ball screw mechanism for drive transmission between a steering shaft on which a steering wheel is mounted and a cross shaft connected to the steering mechanism. (See Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-87288 A
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the ball screw mechanism needs to circulate the ball by the circulator within the range of the ball screw track, but when assembling the ball screw mechanism, the ball is moved to a groove outside the track outside the range of the ball screw track. Had the problem of leaking. Since the ball that has flowed out of the orbital groove may hinder the rotation of the ball nut, the ball that has flowed out must be discharged from the ball nut.
[0007]
In order to discharge the ball in the groove off the track, it is common to form the end of the ball nut with a so-called open structure. However, when the open structure is applied, the outer diameter of the ball nut is increased to secure rigidity. Therefore, there is a problem that the whole of the ball screw mechanism becomes large, which goes against the current situation where the size of the apparatus is required to be reduced. Further, since the ball nut rotates at a high speed by driving the electric motor, there is a problem that when the outer diameter is increased, the moment of inertia is significantly increased, and the steering feeling is deteriorated.
[0008]
Furthermore, if the open structure is not applied to the ball nut, the ball that has flowed out of the track will stay in the groove outside the track, and the ball outside the track will press the end of the circulator depending on the rotation of the ball nut. However, smooth circulation of the ball may be hindered.
[0009]
The present invention has been made in view of such a problem, and the ball flows out of the track by making the depth of the groove of the spiral groove corresponding to the ball screw track of the ball nut deeper than other grooves. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device in which the power steering is prevented.
Further, the present invention provides an electric power steering apparatus in which a ball flowing out of a track outside the track is formed by forming a through hole in the corresponding groove outside the track so that the ball can be discharged through the through hole. The purpose is to:
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention provides a ball circulation pipe in the middle of a spiral groove formed on an inner periphery of a ball nut externally fitted to a ball screw portion formed on a rack shaft interlocked with a steering shaft. And a first hole and a second hole through which the ball nut is rotated by driving an electric motor, the groove between the first hole and the second hole is formed by the groove. The groove depth is greater than a first channel separated from the channel by the first hole and / or a second channel separated from the channel by the second hole.
[0011]
In the first invention, the groove between the first hole and the second hole of the ball nut corresponding to the ball screw track is made deeper than the ball screw track to the outside of the track by making the groove depth deeper than other places. A stepped portion having a raised groove bottom is formed at the boundary portion, and the stepped portion can prevent the ball from flowing out of the track by stopping the ball. In order to provide a difference in groove depth between the spiral groove of the ball nut and the groove path corresponding to the ball screw track, it is preferable to apply polishing.
[0012]
An electric power steering apparatus according to a second aspect of the present invention provides a ball circulation pipe formed in a spiral groove formed on an inner periphery of a ball nut externally fitted to a ball screw formed on a rack shaft interlocked with a steering shaft. A first hole and a second hole for insertion are formed, and an electric power steering device for rotating the ball nut by driving an electric motor is a groove path that is opposite to the second hole side from the first hole. And / or a through hole communicating with the outer periphery of the ball nut is formed with a hole diameter larger than the ball diameter in a groove which is opposite to the first hole side from the second hole.
[0013]
According to the second aspect of the invention, by forming the through hole outside the track of the ball screw track, the ball flowing out of the track can be discharged to the outside of the ball nut through the through hole. Further, since only a through hole is formed in the ball nut, a good steering feeling can be maintained without increasing the moment of inertia of the ball nut due to the open structure formed in the ball nut as in the related art. A plurality of through holes can be formed in the groove outside the track at appropriate intervals.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the embodiments.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an electric power steering device 1 according to a first embodiment of the present invention. In the electric power steering apparatus 1 of the present embodiment, a rack shaft 3 is supported inside a long cylindrical housing 5 so as to be movable in the left-right direction in the figure. The rack shaft 3 has a rack portion 3a formed on the right side in the drawing, and the rack portion 3a meshes with a pinion (not shown) provided at an end of a steering shaft 6 to which the steering wheel 2 is mounted. Then, the rack shaft 3 is moved in the left-right direction in the figure in conjunction with the rotation of the steering shaft 6. Note that wheels (not shown) provided at both ends of the rack shaft 3 are steered by moving the rack shaft 3 in the left-right direction.
[0015]
The rack shaft 3 has a ball screw portion 3b formed on the left side in the figure, and a ball nut 7 is externally fitted to the ball screw portion 3b to form a ball screw mechanism. The ball nut 7 has a large bevel gear 8 attached to the outer periphery 7a, and a small bevel gear 9 attached to the motor shaft 4a of the electric motor 4 meshes with the large bevel gear 8. The electric motor 4 is attached to a motor mount 5a protruding from the housing 5.
[0016]
The drive of the electric motor 4 is controlled by a control unit (not shown) in accordance with the rotation of the steering shaft 6. The rotation of the motor shaft 4 is transmitted to the large bevel gear 8 to rotate the ball nut 7, thereby rotating the rack shaft 3. It assists in moving.
[0017]
FIG. 2A is a cross-sectional view of a main part of the ball nut 7. The ball nut 7 has a helical groove 12 formed in a threaded portion 7d having a small diameter range of the inner circumference 7b. A first hole 13a and a second hole 13b penetrating toward the outer periphery 7a are formed in the spiral groove 12 at a required distance from the groove. Both ends of the circulator 11 of the ball circulating tube attached to the outer periphery 7a of the ball nut 7 shown in FIG. 1 are inserted into the first hole 13a and the second hole 13b, respectively.
[0018]
By attaching the circulator 11 in this manner, the intermediate channel 12a (shown by cross-hatching in FIG. 2A) between the first hole 13a and the second hole 13b of the spiral groove 12 is formed as shown in FIG. Corresponds to the range of the ball screw trajectory L1 in which the ball 20 circulates through the circulator 11. The first groove 12b on the side of the spiral groove 12 with the first hole 13a separated from the intermediate groove 12a, and the second groove on the side of the spiral groove 12 with the second hole 13a separated from the intermediate groove 12a. Reference numeral 12c corresponds to a range of the first outer track L2 and the second outer track L3 in which the ball 20 cannot circulate.
[0019]
The spiral groove 12 is entirely formed by the cutting process, and further, the inside of the intermediate channel 12a is polished to polish the inner surface of the intermediate channel 12a to reduce the surface roughness of the first groove. 12b and the second groove 12c, so that the ball 20 smoothly circulates on the ball screw track L1.
[0020]
By performing the polishing in this manner, as shown in FIG. 2B, the groove depth D1 of the intermediate groove 12a is more polished than the groove depth D2 of the second groove 12c outside the second track L3. It is deeper for processing. That is, since the second groove 12c is not polished, the removed polishing allowance 7c (indicated by cross-hatching in FIG. 2B) remains in the intermediate groove 12a, and only the thickness of the polishing allowance 7c is provided. The groove depths of the intermediate channel 12a and the second channel 12c are different.
[0021]
Accordingly, the groove end 12d corresponding to the hole periphery of the second hole 13b on the side of the second groove 12c has a state in which the groove bottom is raised high when viewed from the intermediate groove 12a. As a result, the ball 20 located in the intermediate channel 12a is prevented from flowing out to the second channel 12c. Further, the above description is based on the groove shape around the second hole 13b in FIG. 2B, but the groove shape around the first hole 13b has the same configuration, so that the ball of the intermediate groove 12a is formed. 20 does not flow out to the first channel 12b.
[0022]
Since the groove depths are different as described above, the ball 20 filled in the spiral groove 12 flows out of the first track 12b and the second groove 12c outside the track when the ball screw mechanism is assembled. In the assembled ball screw mechanism, the ball 20 smoothly circulates in the intermediate channel 12a and the circulator 11.
[0023]
In the present embodiment, the groove depth of the intermediate channel 12a is made different from other portions by polishing, but a processing method such as precision cutting and rolling other than polishing can be applied. It is. In addition, the first groove 12b and the second groove 12c that are out of the track do not have to make the entire range shallower than the groove depth of the intermediate groove 12a, and from the viewpoint of preventing the ball from flowing out of the track, At least a groove end serving as a hole periphery of a first groove 12b separated from the intermediate groove 12a by a first hole 13a and a groove end 12d serving as a hole periphery of a second groove 12c separated by a second hole 13b, It is important that the groove depth is shallower than that of the intermediate channel 12a.
[0024]
Further, depending on the structure of the ball nut 7, when the ball flowing out of the track can be discharged from the end of the nut, the first groove 12b or the second groove 12c outside the track on the side from which the ball can be discharged is an intermediate groove. By performing the same processing as 12a, it is also possible to make no difference in the groove depth. By doing so, the burden on the spiral groove 12 for finishing can be reduced.
[0025]
FIG. 3 shows a ball screw portion 53b and a ball nut 57 formed on a rack shaft 53 constituting a ball screw mechanism in an electric power steering device according to a second embodiment of the present invention. The electric power steering apparatus according to the second embodiment has a basic configuration similar to that of the electric power steering apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. The points different from the first embodiment are that the spiral groove 62 formed on the inner periphery of the ball nut 57 is polished in the same manner over the entire range, and that the first track which is a range outside the track is provided. The through holes 64a and 64b are respectively formed in the groove of the outer L12 and the groove of the second outer track L13.
[0026]
The spiral groove 12 is polished without delimiting the range, thereby facilitating control related to designation of the polishing range. In addition, the groove depth is made uniform by polishing in this manner. From the groove corresponding to the ball screw track L11 between the first hole 63a and the second hole 63b, the outside of the first track L12 and the outside of the second track are performed. Although the ball 70 easily flows out to L13, the ball 70 that has flowed out can be easily discharged from the through holes 64a and 64b.
[0027]
In other words, a through hole 64a having a hole diameter larger than the diameter of the ball 70 is passed to the outer periphery 57a of the ball nut 57 in a groove corresponding to the first outer track L12 on the opposite side of the first hole 63a from the second hole 63b. It is formed as follows. Similarly, a through-hole 64b having a hole diameter larger than the diameter of the ball 70 is formed in the groove corresponding to the second outer track L13 on the opposite side of the first hole 63a from the second hole 63b to the outer periphery 57a of the ball nut 57. It is formed to communicate.
[0028]
Therefore, during the assembly of the ball screw mechanism, the ball 70 flowing out of the first track L12 is discharged outside through the through hole 64a, and the ball 70 flowing out of the second track L13 is discharged outside through the through hole 64b. Will be. Particularly, when the ball nut 57 is rotating, the centrifugal force acts on the ball 70, so that the ball 70 is naturally discharged from the through holes 64a and 64b.
[0029]
By forming the through holes 64a and 64b at locations close to the ball screw track L11, the balls 70 flowing out of the respective tracks L12 and L13 can be discharged early.
Further, depending on the structure of the ball nut 57, if the ball that has flowed out of the track from the end of the nut can be discharged, only the groove of the first outer track L12 or the second outer track L13 on the side where the ball cannot be discharged, The through holes 64a or 64b may be formed.
[0030]
Further, a plurality of through holes 64a and 64b can be formed in each of the outer tracks L12 and L13. In this case, the outer periphery 100a and the spiral groove 112 are formed like the ball nut 100 of the modified example shown in FIG. It is preferable to form the first through-hole 101, the second through-hole 102, and the third through-hole 103, which pass through the inner circumference 100b, at intervals in the circumferential direction from the viewpoint of efficiently discharging the ball.
[0031]
Further, a through hole 64a is formed in the groove outside the first track L12, and the groove on the side outside the second track L13 is an intermediate groove corresponding to the ball screw track L11 as in the first embodiment. May be made shallower than the groove depth. With such a configuration, the ball 70 that has flowed out from the first track L12 side can be discharged from the through hole 64a, and the ball 70 can be prevented from flowing out to the second track L13 outside. Smooth circulation can be ensured. The configuration in which the through hole 64a is provided in the first outer track L12 and the groove depth of the groove in the second outer track L13 is made shallow can be reversed.
[0032]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect, the ball can be prevented from flowing out of the track, and smooth rotation of the ball nut can be ensured.
According to the second aspect, the ball that has flowed out of the track can be discharged to the outside of the ball nut through the through-hole, so that the situation where the end of the circulator is pressed does not occur, and the dimensions of the ball nut are maintained. Steering feeling can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an electric power steering device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a cross-sectional view of a main part of a ball nut, and FIG. 2B is a diagram showing a part of a cross section taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a sectional view of a main part of a ball screw mechanism according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view of a ball nut according to a modification of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 electric power steering device 3, 53 rack shaft 3b, 53b ball screw portion 4 electric motor 7, 57 ball nut 7a, 57a outer periphery 7b, 57b inner periphery 11 circulator (ball circulation pipe)
12, 62 spiral groove 12a intermediate groove 12b first groove 12c second groove 12d groove road end 13a, 63a first hole 13b, 63b second hole 20, 70 ball 64a, 64b through hole D1 groove depth (intermediate) Ditch)
D2 groove depth (second groove path)
L1, L11 Ball screw track L2, L12 Outside first track L3, L13 Outside second track

Claims

操舵軸と連動するラック軸に形成してあるボールねじ部に外嵌してあるボールナットの内周に形成してある螺旋溝の途中にボール循環管の挿通用の第１穴及び第２穴が形成してあり、前記ボールナットを電動モータの駆動により回転させる電動パワーステアリング装置において、
前記第１穴及び第２穴間の溝路は、該溝路と前記第１穴で隔てた第１溝路及び／又は前記溝路と前記第２穴で隔てた第２溝路に比べて溝深さが深いことを特徴とする電動パワーステアリング装置。First and second holes for inserting a ball circulating tube in the middle of a spiral groove formed on the inner periphery of a ball nut externally fitted to a ball screw portion formed on a rack shaft interlocked with a steering shaft. Is formed, in an electric power steering device that rotates the ball nut by driving an electric motor,
The channel between the first hole and the second hole may be compared to a first channel separated from the channel by the first hole and / or a second channel separated from the channel by the second hole. An electric power steering device having a deep groove.

操舵軸と連動するラック軸に形成してあるボールねじ部に外嵌してあるボールナットの内周に形成してある螺旋溝の途中にボール循環管の挿通用の第１穴及び第２穴が形成してあり、前記ボールナットを電動モータの駆動により回転させる電動パワーステアリング装置において、
前記第１穴より第２穴側と反対側になる溝路及び／又は前記第２穴より第１穴側と反対側になる溝路にボールナットの外周へ通じる貫通孔がボール径より大きい孔径で形成してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。First and second holes for inserting a ball circulating tube in the middle of a spiral groove formed on the inner periphery of a ball nut externally fitted to a ball screw portion formed on a rack shaft interlocked with a steering shaft. Is formed, in an electric power steering device that rotates the ball nut by driving an electric motor,
The diameter of the through hole leading to the outer periphery of the ball nut is larger than the diameter of the ball in the groove on the side opposite to the second hole side from the first hole and / or the groove on the side opposite to the first hole side from the second hole. An electric power steering device characterized by being formed by: